基于单片机的无线报警音乐门铃的设计.doc
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基于单片机的无线报警音
乐门铃的设计（硬件设计）
总计毕业设计（论文）29页
表格3个
插图24幅
摘要
单片微机的出现是计算机技术发展史上的一个重要的里程碑，它让计算机从海量的数值计算进入到智能化控制领域。
作为21世纪的工科大学生，不仅要熟练地使用通用微机进行各种数据处理，还要把计算机技术运用到专业领域或相关领域，即具有“开发”能力。
随着技术的发展，单片机作为小型智能化控制设备得到了越来越多的用途，特别是以单片机为核心的控制设备得到了实用性的发展，越来越用于社会和大众生活。
本文介绍了一款基STC89C51单片机设计的无线报警音乐门铃，在不同的章节介绍了门铃系统中应用到得电子元件的一些基本内容，其中，详细介绍了本系统核心元件PT2262/PT2272编解码元件的工作原理。
同时给出该门铃系统的硬件电路图和源程序。
本文简要介绍了MCS-51单片机的结构及应用特点,并详细地提出了基于MCS-51单片机无线门铃的软件和硬件设计的方法。
鉴于其有安全可靠、价格低廉、硬件电路简单、便于实现、易于改进等优点，市场前景良好。
关键词：
单片机,无线数据收发，pt2262/pt2272编解码芯片
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目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
第一章绪论 1
1.1选题背景 1
1.2课题研究的目的和意义 1
1.3国内（外）研究现状 1
1.4论文的主要内容 2
第二章系统分析 3
2.1需求分析 3
2.2可行性分析 4
2.3开发环境简介 4
第三章系统设计与实现 5
3.1硬件设计与实现 5
3.2系统组成 5
3.2.1最小系统 6
3.2.2 PT2262/PT2272编解码系统 16
3.2.3无线数据收发系统 21
3.2.4音频放大模块喇叭 22
3.2.5电路板电路图 23
结论 27
参考文献 28
致谢 29
第一章绪论
1.1选题背景
目前，我国的住宅发展已进入一个新的发展时期，住宅需求已从追求简单生存空间的数量型需求向追求数量、质量、功能、服务等多重需求过渡。
随着计算机技术和微电子技术的发展，无线数字传输技术日益完善，其重要性也得到人们广泛认识，相应的基于无线数字传输的产品也随处可见，例如无线门铃。
智能建筑是未来建筑的发展方向,现代高科技和信息技术正在由智能大厦走向智能住宅小区，进而走进家庭。
无线报警门铃集成了报警器和门铃的双向功能，当前的有线门铃需要布线，不仅耗费人力、物力，而且影响居室美观，尤其对于像别墅这类带有院落的住宅，更显示出其局限性。
而无线报警门铃不但可以固定位置，同时可以由用户将接收器携带在一定范围的任意位置，方便、实用。
1.2课题研究的目的和意义
无线报警门铃系统是针对现代生活特别是单户别墅用户的门铃系统，同时也适合现在的农村用户，大部分农村都还是深宅大院，用有线门铃需要布线，比较麻烦。
所以安装无线门铃是未来的趋势。
通过对无线报警音乐门铃系统的基本功能的分析，需要完成系统总体方案的设计；系统各个组成部分的具体电路的分析和设计；系统软件部分的分析和设计；本文设计的无线门铃系统是基于单片机stc89c51完成的，具有使用方便、性价比高等特点。
1.3国内（外）研究现状
目前，单片机越来越广泛的运用到社会的各个领域，其中运用比较多的主要在大众生活方面、以单片机为控制中心的智能小系统。
在本设计中，我们采用了单片机控制多模块设计，便于检查和维修。
作为智能化的门铃，拥有报警和红外探测多种功能，实用性高，适用于批量化和小型化生产。
设计中门铃要求为无线门铃（门口一个按键，两个室内带铃声的控制器（内置电池），可以任意放置某个角落，不影响美观），当处于布防状态时，当需要作为防盗报警器用时，只要将报警器设置成布防状态，此时报警器“嘟、嘟”响两声后便进入布防状态，这时只要有人手动报警，系统就发出响亮。
1.4论文的主要内容
全文共分三章，各章节内容安排如下：
第一章：
绪论。
主要介绍课题的研究背景、课题的研究目的和意义、国内（外）研究现状和论文的主要内容。
第二章：
系统分析。
主要介绍系统的需求分析、可行性分析和开发环境简介。
第三章：
系统设计与实现。
详细介绍系统的硬件设计。
第二章系统分析
2.1需求分析
随着国民经济的发展，人民生活水平的不断提高，节假日也不断增多，随之人们出去时间也越来越多。
而此时盗贼的增多，给人们带来了许多麻烦。
而一套大型的防盗系统价格都过千，这相对于农村农民收入来说，价格还比较昂贵。
因此简易的报警器得到了人们的青睐。
报警器在中国古代较少听说，有钱的大户人家是在大门上装有装饰性的门环，叫门的人可用门环拍击环下的门钉发出较大的响声，有现代“报警器”的作用。
在近代“门铃”不再是有钱人家的专项，“门铃”已在平民百姓人家广泛普遍应用。
各式各样的“门铃”比比皆是，“门铃”的作用也不仅仅是局限于给客人叫门用。
当今，各种报警器比比皆是，但同时按照门铃与报警器还是给家庭带来了些许麻烦。
而无线门铃报警器就是将门铃与报警器集于一身。
它的体积小，性价比高等特点得到了人们的好评。
而现在市场上许多产品的遥控器与接收器件的数据传输都是采用非编码式，因而互相的影响较大，一旦一个院子两户人家同时安装时，就很容易出现错误响应。
而基于单片机的无线门铃报警器，将发射器发送的数据进行编码，只有收到与接收机相配套的遥控器发射出的信号时，接收机才会做出反应。
从而在降低成本的同时达到了方便实用的目的。
该门铃需要实现的主要功能：
基本的音乐门铃、防盗报警器。
基于本系统设计自身的需要，要解决的问题有以下几个方面：
（1）最小系统中单片机的选择（本系统使用的是宏晶科技公司推出的一款单片机）。
（2）无线编解码芯片的选择（本系统采用的是pt2262/pt2272编解码芯片组）。
（3）无线传输模块的选择（本系统采用DF无线数据收发模块（315无线模块））。
（4）电路板电源的选择（本系统选择的是7805稳压集成块）。
2.2可行性分析
随着大规模集成电路的普及，电子元件的价格也大幅度下降，所以采用51系列单片机组成最小系统，非常实用。
PT2262/PT2272的编解码芯片性能稳定。
而且C51语言相对不是很难。
整个系统完成后造价相对来说不高。
2.3开发环境简介
KeilC51是德国Keilsoftware公司开发的用于51系列单片机的C51语言开发软件。
KeilC51在兼容ANSIC的基础上，又增加很多与51单片机硬件相关的编译特性，使得开发51系列单片机程序更为方便和快捷，程序代码运行速度快，所需存储器空间小，完全可以和汇编语言相媲美。
它支持众多的MCS-51架构的芯片，同时集编辑、编译、仿真等功能于一体，具有强大的软件调试功能，是众多的单片机应用开发软件中最优秀的软件之一。
操作系统：
windows7
开发工具：
KEILuVISION4
绘图工具：
Protues
烧写工具：
STC-ISP（宏晶科技的单片机专用下载编程器）
第三章系统设计与实现
3.1硬件设计与实现
基于51系列单片机的报警门铃系统主要由电源模块、蜂鸣器模块等组成。
。
3.2系统组成
本系统硬件由最小系统，报警系统四大部分组成。
最小系统的主要器件是单片机，
3.2.1最小系统
最小系统包括单片机（STC89C51）、串口模块、震荡电路、电源模块、复位电路模块。
最小系统没有外部器件，它的作用是形成可写入程序的单片机原始模型。
可用测试程序通过串口烧入单片机中测试这几个模块，从而达到一步步排除故障的作用。
下面就本系统做些介绍：
（1）单片机（STC89C51）：
目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
为提高单片机的抗电磁干扰能力，使产品能适应恶劣的工作环境，满足电磁兼容性方面更高标准的要求，各单片厂家在单片机内部电路中都采用了新的技术措施，宏晶科技公司推出的单片机与其他先比具有较好的优势，加密性强、超强抗干扰，高抗静电、宽电压，超低功耗，掉电模式可由外部中断唤醒。
在系统可编程，无需编程器，无需仿真器（STC-ISP下载编程器）。
本系统选用的宏晶科技公司的STC89C51RC系列单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，可以直接编程，同样的晶振，速度是51的12倍！
指令通用，拓展功能比51强大，性价比高。
用在门铃芯片中完全足够了。
选择它作为MCU在合适不过了。
STC89C51是本设计的一个核心部件，它负责与其他各部件的通信与控制，pt2272解码芯片的信号传送给STC89C51，经过STC89C51处理，进入中断，执行门铃程序。
STC89C51的引脚：
图3-2STC89C51的引脚图
1、电源引脚：
VDD（38）接+5V，VSS（16）接地
2、时钟电路引脚：
（1）XTAL1（14脚）：
片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路输入端。
用片内振荡器时，该脚接外部石英晶体和微调电容。
外接时钟源时，该脚接外部时钟振荡器的信号。
（2）XTAL2（15脚）：
片内振荡器反相放大器的输出端。
当使用片内振荡器，该脚连接外部石英晶体和微调电容。
当使用外部时钟源时，本脚悬空。
3、控制信号引脚：
RST：
高电平有效
ALE（AddressLatchEnable）：
当CPU访问片外存储器时，P0口输出片外存储器的低8位地址，同时，ALE上输出高电平脉冲，将低8位地址锁存到外部地址锁存器。
Vpp:
作为施加较高编程电压的输入端。
固化程序时使用。
PSEN：
（ProgramStoreEnable）：
程序存储允许输出端，即片外ROM选通线，接片外程序存储器的片选端，当输出负脉冲有效时，读取片外程序存储器存放的指令或数据。
PROG：
用于对片内4kBFlashROM编程写入时提供编程脉冲。
锁存器：
开关的开/合代表引脚输出的高/低电平；来自CPU的一根数据总线控制着开关的开/合；该数据总线是共用的,许多器件与其相连；若让引脚在一段时间内输出高电平,很难使控制线保持原来的值不变。
需要一个小的存储器单元，在其前面加一个开关，要让该位输出时，把开关打开，信号进入存储器单元，然后马上关闭开关，信号保持在此存储器单元内，直到下一次命令把开关再打开为止，这就使得该位的状态与其他器件无关了。
这么一个小的存储器单元就称为锁存器。
定时/计数器：
单片机内部有两个16位定时/计数器T0和T1，它们均可作为定时器或计数器使用，均具有4种不同的工作方式，用户可通过对特殊功能寄存器的编程，方便地选择适当的工作方式及设定T0或T1工作于定时器还是计数器。
定时/计数器的核心是16位加法计数器，用特殊功能寄存器TH0、TL0及TH1、TL1表示，TH0、TL0是定时/计数器0加法计数器的高8位和低8位，TH1、TL1是定时/计数器1加法计数器的高8位和低8位。
作为计数器时，加法计数器对芯片引脚T0（P3.4）或T1（P3.5）上的输入脉冲计数，加法计数溢出时可向CPU发出中断请求信号；作为定时器时，加法计数器通过对内部机器周期脉冲Tcy计数达到定时的目的。
对定时/计数器工作模式、工作方式的设定及控制是通过选择寄存器TMOD和控制寄存器TCON这两个特殊功能寄存器完成的。
TMOD用于控制和确定各定时/计数器的工作方式和功能。
TCON用于控制各定时/计数器的启动和停止并可反映定时/计数器的状态。
工作方式：
方式0：
当TMOD方式控制寄存器的M1
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